Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов и устройство для его осуществления

,и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Всесоюзный научно-исследователь.ский институт геофизических методовразведки(56) Авторское свидетельство СССРУ 989511, кл. С 01 Ч 3/18, 1978,Авторское свидетельство СССР9 1022107, кл. С 01 Ч 3/20, 1983,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МИКРОАНИЗОТРОПИИ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПЛАСТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения электрической микроаниэотропии прискважинной зоны пласта. Цель изобретения - повышение точности определенияэлектрической микроанизотропии прискважинной зоныпластов.Способ и устройство основаны на фокусировке измерительного тока центрального электрода эондовой установки фокусирующимтоком экранного электрода. При этомсоздают разнонаправленные напряженности электрического поля в средепутем использования вертикально игоризонтально расположенных относительно прижимаемой к стенке скважиныэондовой установки обратных токовыхэлектродовИзмеряют кажущиеся сопротивления по крайней мере с двумякоэффициентами фокусировки измери"тельного тока, равными 1-2 и 0,1-0,3при каждом расположении обратныхэлектродов. Все измерения проводятся за один проход зондовой установкипо интервалу каротажа, 2 с.п. ф-лы,7 ил, 1 283681 2Изобретение относится к геофизи- ратор импульсов 4, вчастности явческим исследованиям скважин, в част- ляющпйся четырехфазным мультивибраности для электрического микрокаро- тором с частотой повторения импультажа с фокусировкой тока с помощью сов в каждой фазе 7 Гц и, следовательзондовых установок, смонтированных5 но, с общей частотой 7 х 4=28 Гц, на изоляционной основе и прижимаемых синхронизирован с задающим генераток стенке скважины, ром через КС-цепочку, подключаемуюЦель изобретения - повышение раз- к общей межкаскадной связи мультивибрешаюшей способности определения ратора с расчетом, чтобы в каждой фа.-. электрической микроанизотропии при зе мультивибратора укладывалось ровскважинной зоны пластов. но 1 О периодов задающего генератора,На фиг.1 изображена структурная Однако в расчете на использование схема устройства, реализующего спо- устройства в составе цифровых систем соб; на Фиг,2 - группа синхронных новых разрабатываемых каротажныхключей на магнитоуправляемых кон станций целесообразно использовать тактах - герконах; на фиг,3 - то же, в блоке синхронизации делитель часно на полевых транзисторах; нафиг,4- тоты на триггерах, а в качестве временные диаграммы работы устройст- многофазного генератора импульсов ва; на фиг,5 - схема расположения применять двоичный счетчикс дешифзондовой установки и обратных. токовых 20 ратором, на выходе которого могут электродов в скважинном приборе; на быть получены сдвинутые по фазе им.Фиг.б - пример расположения верти- пульсы, жестко синхронизированные с кальных обратных токовых электродов частотой задающего генератора, Чена одной изоляционной основе с зон- тыре фазы выходных сигналов многодовой установкой; на фиг,7 - псевдо" 2 з фазного генератора управляют ключа- геометрические факторы установок с ми, сгруппированными в четыре груп- различным коэффициентом фокусировки. пы синхронных ключей 5 - 8 для пеУстройство для определения элект- реключения цепей по четырем направрической микроанизотропии присква- лениям на четыре позиции, жинной зоны пластов (фиг,1) предназ На фиг2 и 3 показаны примеры выначено для измерений по автокомпен- полнения группы синхронных ключейсационной схеме последовательно-вре- на магнитоуправляемых контактах - менного действия и содержит следую- герконах и полевых транзисторах, прищие узлы: зондовую установку 1, за- этом следует иметь в виду, чтодающий генератор 2, блок синхрони каждая фаза многофазного генераторазации 3, многофазный генератор им- импульсов управляет (включает) тольпульсов 4, группы синхронных ключей ко по одному, соответствующему этой5 - 8, входные трансформаторы 9, фазе, ключу из каждой группы, Герусилитель 10 с высоким коэффициен- коны помещаются в катушки, в каждойтом усиления, Фазочувствительный 40 из которых их число равно количествыпрямитель 11, запоминающие конден- ву фаз переключателя, а токи катушексаторы 12 - 15, преобразователь - магнитное поле которое включаетусилитель мощности 16, измеритель- герконы, управляются Фазовыми сигнаный усилитель 1 Б. Зондовая установ- лами многофазного генератора, Разка имеет три электрода - централь ности потенциалов, образующиеся наный 18, измерительный 19, экранный электродах зондовой установки от.20, удаленный измерительный элект- измерительного тока 1, центральногород 21, вертикально расположенные 22 электрода 18, через входные транс-,и горизонтально расположенные 23 форматоры 9 поступают на усилительобратные токовые электроды. 50 10, общее усиление которого совместУстройство работает следующим об- но с повышающим коэффициентом трасразом, формации входных трансформаторовЗадающий генератор 2 частотой составляет около (3-5) 1 О, После280 Гц является источником измери- фазочувствительного выпрямлениятельного тока 1 центрального элект эти сигналы через группу синхронныхрода зондовой установки и опорного ключей 5 заряжают запоминающие консигнала для фазочувствительного денсаторы 12-15, к которым одновревыпрямителя и преобразователя - менно через группу синхронных клюусилителя мощности, многофазный гене- чей подключается вход преобразовате 1283681ля - усилителя мощности 16, схемакоторого аналогична соответствующемуузлу в серийной аппаратуре, боковогомикрокаротажа МБК, На выходе преобразователя - усилителя мощности возникает фокусирующий ток 1 о с частотой задающего генератора, поступающий на экранный электрод 20 и через группу синхронных ключей 8 - навертикальные и горизонтальные обратные токовые электроды 22 и 23, Благодаря большому усилению усилителя 1 Овеличина экранного тока 1 автоматически устанавливается такой, чтобыполностью скомпенсировать разность 15потенциалов от измерительного тока1 на какой-либо паре выбранныхэлектродов,Таким образом, осуществляетсяпоследовательно-временное измерение 20четырьмя микроустановками с Фокусировкой тока с частотой дискретизации каждой из них 7 Гц. Благодаряиспользованию переключаемых запоминающих конденсаторов, в которых запоминается уровень сигнала от предыдущего такта измерений каждой установки и отработка компенсации в последующем такте необходима только наприращение кажущихся сопротивлений на 30интервале трех сантиметров при скорости каротажа 800 м/ч, а такжесинхронизации, при которой все переключения производятся в моменты времени, когда синусоида сигнала задающего генератора переходит черезнуль и не возникает переходных процессов, достигается достаточноебыстродействие схемы устройства,чтобы одновременно производить измерения зондовыми установками с Фокусировкой тока, число которых можетдостичь шести. При измерении принято,чтобы измерительный ток 1имел постоянную амплитуду, а измеряемой величиной, пропорциональной .кажущемуся сопротивлению, являлся потенциал электрода 19 относительно удаленного электрода 21, измеряемыйизмерительным усилителем 17, 50На фиг.4 показаны временные диаграммы работы устройства, На ординатах 29-39 соответственно приведенычастота генератора, импульсы многофазного генератора МГИ, синхроимпуль сы от передних Фронтов импульсовМГИ, причем импульс от первой фазытактовый - отрицательный, остальныепозиционные (канальные), далее -на ординате 35 - переменный по амплитуде в Фазах потенциал измерительного электрода 19 относительно удаленного электрода 21, которые затемпосле Фазочувствительного выпрямления распределяются в наземной схеме измерения и управления с помощЬюсинхроимпульсов по каналам (фазам),в которых после интегрирования онирегистрируются многоканальным регистратором, Распределение сигналовпо каналам, их обработка и регистрация производятся по общеизвестнымсхемам,На фиг,5 показано расположениезондовой установки 1 и двух горизонтальных обратных токовых электродов 23, расположенных на рычагах прижимного устройства, а накорпусе скважинного прибора, покрытого изоляционным слоем, расположенывертикальные обратные токовые электроды 22, Эти электроды могут помещаться и на той же изоляционнойоснове, где смонтирована зондоваяустановка 24, как это показано нафиг,б. Изоляционные промежуткимежду электродами 20 и 22 могут бытьв пределах 50-100 мм, а зависимости от аналогичных расстояний в горизонтальном направлении, т,е. отугла между башмаками,На фиг,7 показан пример измененияпсевдогеометрических Факторов отвеличины фокусировки для зондовойустановки (башмака) размером 100 хх 200 мм, имеющий центральный электрод размером 34 х 100 мм, охватываемыйизмерительным электрбдом, шириной5 мм, который разделен изоляционными промежутками также по 5 мм.Фокусировка производилась междуэлектродами 18 и 19 - коэффициент равен 2 - и между электродами 19 и 20 -коэффициент 0,22, Коэффициент Фокусировки определяется по относительному изменению отношения токов.1 /1 з установки в однородной среде по сравнению с этим отношениемдля фокусировки между электродами18 и 20, при которой производитсябоковая, перпендикулярная к стенкескважины . фокусировка пучка тока 1 .и коэффициент которой принят заединицу.На фиг.7 показаны зависимостипсевдогеометрического фактора я взависимости от радиального направления г при двух значениях 1/1где.- электрическое сопротивление йрискважинной зоны и глинистой корки, равное 0,1 и 10, При этом для этих соотношений кривые 25 и 26 соответствующие коэффициенту фокусировки 0,22, а кривые 27 и 28 для коэффициента 2.Лз приведенного примера видно существенное различие я от фокусировки, а также и от соотношения междуп, и 1 , т,е. глубинность зави;сит от вида проникновения (повышающего или понижающего).Технико-экономический эффект предлагаемого способа и устройства состоит в повышении геологической эффективности выявления и исследованияколлекторов в скважинах, в определении их сложного строения и детализации, в повышении точности определения отношения сопротивления пластаи промытой эоны, используемого дляопределения коэффициентов подвижнойнефтегазонасыщенности путем учетамикроанизотропии прослоев и опреде-,ления общей анизотропии пачек пластов, величины которых используютсяпри комплексной интерпретации данных геофизических исследований скважин и подсчета запасов месторождений,Фр м у л а изобретения1. Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, включающий фокусировку измерительного тока центрального электрода зондовой установки ФоГкусирующим током экранного электрода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения разрешающейоспособности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, проводят измерения кажущихся сопротивлений последовательно при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов относительно зондовой установки по меньшей мере при двух коэффициентах фокусировки измерительного тока, равных 1-2 и 0,1-0,3 в режиме разделения времени, по заранее построенным .на моделях зависимостям кажущихся сопротивлений от сопротивления прискважинной зоны и размера глинистой корки на стенке скважины для этих коэффициентов фокусировки5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 находят значения сопротивлений прискважинной зоны при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов и по отношению найденных значений определяют величину электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов,2. Устройство для определения электрической микроаниэотропии прискважинной зоны пластов, содержащее эондовую установку со смонтирОванными на ней центральным и экранным электродами,. входные трансформаторы управляемые ключи, задающий генератор, многофазный генератор импульсов, измерительный усилитель, удаленный электрод, при этом выходы Фаз многофазного генератора импульсов соединены с управляющими входами уп-. равляемых ключей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, устройство. дополнительно содержит измерительные электроды, измерительная схема дополнительно содержит усилитель, Фазочувствительный выпрямитель, запоминающие конденсаторы, преобразователь- усилитель мощности, блок синхрони зации, два обратных токовых электрода, при этом первый выход задающего генератора через блок синхронизации соединен с многофазным генератором импульсов, управляемые ключи объединены в четыре группы синхрон-ных ключей, второй выход задающего генератора соединен с первыми входами Фазочувствительного выпрямителя и преобразователя-усилителя мощности а третий - симметричный выход его и подключен к центральному электроду зондовой установки и через первую группу синхронных ключей - к обратным токовым электродам, вход усилителя через вторую группу синхронных ключей и входные трансформаторы соединен с электродами зондовой установки, а его выход через фазочувствительный выпрямитель и третью группу синхронных ключей подключен к запоминающим конденсаторам, к которым одновременно через четвертую группу синхронных ключей подсоединен второй вход преобразователя-усилителя мощности, симметричный выход которого через первую группу синхронных ключей соединен с обратными токовыми электродами и128368) 8с экранным электродом зондовой уста- которой и к удаленному электроду подковки, к измерительному электроду ключен вход измерительного усилителя.1283681 г 2 г.Е З,О Фиг. 7Составитель Е.ПоляковРедактор М.Бандура Техред К,Ходаииц рректорЛ.Пилипен аказ 743 е ИИПпо 0 зводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул, Проектная ираж 73 ОГосударственного келам изобретений иосква, Ж, Раушск Подпнмитета СССРткрытийя наб д,4